JP4460568B2 - Receiver, transceiver, and control method - Google Patents
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Description
人体や大地グランドから浮遊した導電体等の通信媒体に接触させて情報を伝送するための受信器およびトランシーバ、制御方法に関する。 The present invention relates to a receiver, a transceiver, and a control method for transmitting information in contact with a communication medium such as a conductor floating from a human body or a ground.
携帯端末の小型化および高性能化により、人体に装着可能なウェアラブルコンピュータが注目されてきている。従来、このようなウェアラブルコンピュータ間の情報通信として、コンピュータに電界通信トランシーバを接続して装着し、この電界通信トランシーバが誘起する電界を、電界伝達媒体である人体を介して伝達させることによって、情報の送受信を行う方法が提案されている。 Due to the miniaturization and high performance of portable terminals, wearable computers that can be worn on the human body have been attracting attention. Conventionally, as information communication between such wearable computers, an electric field communication transceiver is connected to and attached to a computer, and an electric field induced by the electric field communication transceiver is transmitted through a human body that is an electric field transmission medium. There has been proposed a method for transmitting and receiving.
図10に従来の技術による電界通信システムを示す。携帯端末224に接続した携帯側装置220の送信器221では、図示しない小型コンピュータから出力された送信すべき情報(データ)を変調・出力部222により所定の周波数fの搬送波で変調し出力する。出力されたデータは人体200を電界伝達媒体として設置型装置210へ送信される。設置型装置210では、受信電極214に接触している人体200からのデータを受信器212の内部の受信部213で受信する。受信器212からは受信したデータがコンピュータ211へ出力される。
FIG. 10 shows a conventional electric field communication system. The
なお、送信器221は大地グランドから離れており、回路グランド225と大地グランド間には浮遊容量Cg 227が生じる。また、人体200と大地グランド間には浮遊容量Cb 226が生じる。従来の技術では、リアクタンス部223を送信回路(変調・出力部222)と送受信電極228の間に挿入し、浮遊容量(浮遊容量Cg 227、浮遊容量Cb 226)と共振現象により人体200に印加される電圧信号を大きくして、電界通信を実現していた(例えば、特許文献1、2を参照)。
しかしながら従来の技術において、電界伝達媒体である人体に電気信号を誘起し、その電気信号を検出することで通信を行う通信システムでは、電気信号が著しく減衰するため、送信器出力を大きくする必要があり送信器の消費電力が大きかった。 However, in the conventional technology, in a communication system in which an electric signal is induced in a human body as an electric field transmission medium and communication is performed by detecting the electric signal, the electric signal is significantly attenuated. Therefore, it is necessary to increase a transmitter output. Yes The power consumption of the transmitter was large.
また、人体等の電界伝達媒体は電気的に遮蔽されていないため、その周囲に電磁波を放射する可能性があった。 Further, since an electric field transmission medium such as a human body is not electrically shielded, there is a possibility that electromagnetic waves are radiated around it.
また、人体と大地グランド間のインピーダンスを変調する送信器と、この変調分を検出する受信器を用いる構成が知られているが、用いる受信器の入力インピーダンスが人体との接触や周囲の環境で著しく変化する場合には、検出する成分が変化し正常に復調できない可能性があった。 In addition, a configuration using a transmitter that modulates the impedance between the human body and the ground and a receiver that detects this modulation is known, but the input impedance of the receiver used is in contact with the human body or in the surrounding environment. If it changes significantly, there is a possibility that the component to be detected changes and cannot be demodulated normally.
上記課題に鑑み、本発明の目的は、送信時の送信器またはトランシーバの消費電力や周囲に放射される電磁波を低減し、外部環境の変化による受信器の入力インピーダンスまたは検出する成分の変化を補正可能とし、より広い適用範囲で安定な通信を可能とすることにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to reduce the power consumption of the transmitter or transceiver during transmission and the electromagnetic waves radiated to the surroundings, and correct the change in the input impedance of the receiver or the detected component due to the change in the external environment. It is possible to enable stable communication in a wider application range.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で通信を行うための受信器において、前記通信を受信するための受信手段と、前記受信手段と並列に接続されて自身のリアクタンス値を変更し前記受信手段の受信感度を向上させるための可変入力リアクタンスと、を備える。 To achieve the above object, the present invention according to claim 1 is a receiver for communicating between communication devices in contact with or close to a communication medium, and receiving means for receiving the communication; A variable input reactance connected in parallel with the receiving means for changing the reactance value of the receiving means and improving the receiving sensitivity of the receiving means.
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1において、前記可変入力リアクタンスは、前記受信手段から出力される制御信号によって前記リアクタンス値の変更が制御される。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the variable input reactance is controlled by changing a reactance value by a control signal output from the receiving unit.
また、請求項3に記載の本発明は、請求項2において、前記制御信号は、前記通信媒体と前記通信装置との接触または近接のそれぞれにおけるインピーダンス値の変化を補正する。
Further, the invention according to
また、請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の受信器を備えることを特徴とするトランシーバである。
Moreover, this invention of
また、請求項5に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で通信を行うための受信器の制御方法において、受信手段において前記通信を受信するステップと、前記受信手段と並列に接続された可変入力リアクタンスにおいて自身のリアクタンス値を変更し前記受信手段の受信感度を向上させるステップと、を有する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the control method of a receiver for performing communication between communication devices that are in contact with or close to a communication medium, a step of receiving the communication by a reception unit; and the reception unit Changing a reactance value of the reactance value in the variable input reactances connected in parallel to improve the receiving sensitivity of the receiving means.
また、請求項6に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で通信を行うための受信器において、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検出するための電極と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うための増幅・フィルタ部と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するためのインピーダンス検出復調・制御部と、前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンスを可変させるための可変入力リアクタンス部と、を備える。 According to a sixth aspect of the present invention, in a receiver for performing communication between communication devices in contact with or close to a communication medium, an electrode for detecting an impedance between the communication medium and a ground, A detection signal source for generating and outputting a detection signal used to detect impedance between the communication medium and the ground, an amplification / filter unit for amplifying the detection signal and performing filtering, and the communication medium and the ground An impedance detection demodulation / control unit for correcting a signal component of information to be received restored based on an impedance between grounds, and an input reactance variable by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit A variable input reactance unit.
また、請求項7に記載の本発明は、請求項6において、前記インピーダンス検出復調・制御部は、前記電極からの信号と前記検出用信号源の基準信号を混合するためのミキサと、前記ミキサの出力から受信すべき情報に基づく信号の復調と前記入力リアクタンス制御信号の出力を行うための制御・判定部と、を備える。
Further, the present invention according to
また、請求項8に記載の本発明は、請求項7において、前記インピーダンス検出復調・制御部は、前記入力リアクタンス制御信号により前記可変入力リアクタンス部の制御を行うとともに、検出すべき信号成分の補正を行うための調整信号を前記検出用信号源と前記ミキサに出力する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect , the impedance detection demodulation / control unit controls the variable input reactance unit by the input reactance control signal and corrects a signal component to be detected. An adjustment signal for performing is output to the detection signal source and the mixer.
また、請求項9に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で通信を行うための受信器において、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信するための電極と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、前記検出信号と前記受信用電極に印加された前記受信すべき情報に基づく信号電界を増幅するための前置増幅部と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて共振状態を検知して前記受信すべき情報に基づく信号の復調と出力を開始させるためのデータ出力開始信号を出力し、検出する信号成分の補正を行うためのインピーダンス検出復調・制御部と、前記受信すべき情報に基づく信号のみを通過させるための第1のフィルタ部と、前記検出信号のみを通過させるための第2のフィルタ部と、前記データ出力開始信号が入力されたときに前記受信すべき情報に基づく信号を復調して出力するための復調部と、前記受信すべき情報に基づく信号を送信している送信器の共振状態の検知時において機能し、前記インピーダンス検出復調・制御部から出力された入力リアクタンス制御信号によりリアクタンス値を変化させるための可変入力リアクタンス部と、前記データ出力開始信号に応じて、前記受信状態に前記電極と前記入力リアクタンス部を相互に接続し、前記検知時に前記電極と前記可変入力リアクタンス部を相互に接続するための接続部と、を備える。 According to a ninth aspect of the present invention, in a receiver for performing communication between communication devices in contact with or close to a communication medium, an impedance between the communication medium and a ground is detected and applied to the communication medium. An electrode for receiving a signal electric field based on the received information to be received, a detection signal source for generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground, and the detection signal A preamplifier for amplifying a signal electric field based on the information to be received applied to the receiving electrode, and a resonance state should be detected based on an impedance between the communication medium and the ground to receive the signal. Outputs data output start signal for starting demodulation and output of signal based on information, and impedance detection demodulation and control for correcting detected signal component A first filter unit for passing only a signal based on the information to be received, a second filter unit for allowing only the detection signal to pass, and when the data output start signal is input Demodulator for demodulating and outputting a signal based on the information to be received, and functioning when detecting a resonance state of a transmitter transmitting the signal based on the information to be received, A variable input reactance unit for changing a reactance value by an input reactance control signal output from the control unit, and in response to the data output start signal, the electrode and the input reactance unit are connected to each other in the reception state, A connecting portion for connecting the electrode and the variable input reactance portion to each other during the detection;
また、請求項10に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で相互に送信と受信を行うためのトランシーバにおいて、前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するための電極と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とすべく、前記電極に接続されて自己のリアクタンス値を可変可能な可変リアクタンス部の該リアクタンス値を変調して前記送信を行うためのインピーダンス変調送信部と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うための増幅・フィルタ部と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するためのインピーダンス検出復調・制御部と、前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンス値を可変させるための可変入力リアクタンス部と、前記送信において前記電極と前記インピーダンス変調送信部を接続し、前記受信において前記電極と前記可変入力リアクタンス部を接続するための送受切替え部と、を備える。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a transceiver for performing transmission and reception between communication devices that are in contact with or close to a communication medium. In the transceiver, the impedance between the communication medium and the ground is detected. An electrode for receiving a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium and applying a signal electric field based on information to be transmitted in the transmission to the communication medium; and between the communication medium and the ground Impedance modulation for performing the transmission by modulating the reactance value of a variable reactance unit connected to the electrode and capable of varying its own reactance value so as to make the impedance of the impedance based on the information to be transmitted Generates and outputs a detection signal used to detect impedance between the transmitter and the communication medium and the ground. A signal source for detection, an amplification / filter unit for amplifying and filtering the detection signal, and a signal component of information to be received restored based on an impedance between the communication medium and the ground An impedance detection demodulation / control unit for performing, a variable input reactance unit for varying an input reactance value by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit, and the electrode and the impedance modulation in the transmission A transmission / reception switching unit configured to connect a transmission unit and connect the electrode and the variable input reactance unit in the reception.
また、請求項11に記載の本発明は、請求項10において、前記インピーダンス検出復調・制御部は、前記電極からの信号と前記検出用信号源の基準信号を混合するためのミキサと、前記ミキサの出力から受信すべき情報に基づく信号の復調と前記入力リアクタンス制御信号の出力を行うための制御・判定部と、を備える。
Further, in the present invention described in claim 11, the impedance detection demodulation / control unit according to
また、請求項12に記載の本発明は、請求項11において、前記インピーダンス検出復調・制御部は、前記入力リアクタンス制御信号により前記可変入力リアクタンス部の制御を行うとともに、検出すべき信号成分の補正を行うための調整信号を前記検出用信号源と前記ミキサに出力する。 Further, the invention according to claim 12, in claim 1 1, wherein the impedance detection demodulation and control unit performs control of the variable input reactance section by the input reactance control signal, the signal component to be detected An adjustment signal for correction is output to the detection signal source and the mixer.
また、請求項13に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で相互に送信と受信を行うためのトランシーバにおいて、前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するための電極と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うための増幅・フィルタ部と、前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するためのインピーダンス検出復調・制御部と、前記受信において前記インピーダンス検出復調・制御部からのリアクタンス制御信号に基づいて自己のリアクタンス値を変化させ、前記送信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とするべく前記リアクタンス値を変化させるための可変リアクタンス部と、前記送信において前記送信すべき情報に応じたインピーダンス値にするための制御信号を前記可変リアクタンス部に出力するためのデータ・変調信号変換部と、前記受信において前記電極と前記検出用信号源を接続し、前記送信において前記接続を切断するための送受切替え部と、を備える。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a transceiver for performing transmission and reception between communication devices that are in contact with or close to a communication medium. In the transceiver, the impedance between the communication medium and the ground is detected. An electrode for receiving a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium and applying a signal electric field based on information to be transmitted in the transmission to the communication medium; and between the communication medium and the ground Based on a detection signal source for generating and outputting a detection signal used to detect the impedance of the signal, an amplification / filter unit for amplifying and filtering the detection signal, and an impedance between the communication medium and the ground An impedance detection demodulation / control unit for correcting the signal component of the information to be received restored by The reactance value is changed based on the reactance control signal from the impedance detection demodulation / control unit, and the impedance between the communication medium and the ground is changed to the impedance value based on the information to be transmitted in the transmission. A variable reactance unit for changing a reactance value, a data / modulated signal conversion unit for outputting a control signal for making an impedance value according to the information to be transmitted in the transmission to the variable reactance unit, and A transmission / reception switching unit for connecting the electrode and the signal source for detection in reception and disconnecting the connection in transmission.
また、請求項14に記載の本発明は、請求項10〜13のいずれかにおいて、前記インピーダンス検出復調・制御部は、前記送信において前記可変リアクタンス部のリアクタンス値を調整して回路グランドと大地グランド間の浮遊容量とで共振させるためのリアクタンス調整機能部を備える。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the tenth to thirteenth aspects, the impedance detection demodulation / control unit adjusts a reactance value of the variable reactance unit in the transmission to adjust a circuit ground and a ground ground. A reactance adjustment function unit is provided to resonate with the stray capacitance between them.
また、請求項15に記載の本発明は、請求項10〜13のいずれかにおいて、前記インピーダンス検出復調・制御部は、前記送信において前記可変リアクタンス部のリアクタンス値を調整して回路グランドおよび通信媒体と大地グランド間の浮遊容量とで共振させるためのリアクタンス調整機能部を備える。
The present invention according to
また、請求項16に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で通信を行うための受信器の制御方法において、電極において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検出するステップと、検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、増幅・フィルタ部において前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うステップと、インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するステップと、可変入力リアクタンス部において前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンスを可変させるステップと、を有する。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method for controlling a receiver for performing communication between communication devices that are in contact with or close to a communication medium, the step of detecting an impedance between the communication medium and the ground at an electrode Generating and outputting a detection signal used for detection of impedance between the communication medium and the ground in the detection signal source, amplifying and filtering the detection signal in an amplification / filter unit, and impedance detection A step of correcting a signal component of information to be received restored based on an impedance between the communication medium and the ground in the demodulation / control unit; and an input reactance output from the impedance detection demodulation / control unit in the variable input reactance unit Variable input reactance by control signal It has a step that, a.
また、請求項17に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で通信を行うための受信器の制御方法において、電極において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信するステップと、検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、前置増幅部において前記検出信号と前記受信用電極に印加された前記受信すべき情報に基づく信号電界を増幅するステップと、インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて共振状態を検知して前記受信すべき情報に基づく信号の復調と出力を開始させるためのデータ出力開始信号を出力し、検出する信号成分の補正を行うステップと、第1のフィルタ部において前記受信すべき情報に基づく信号のみを通過させるステップと、第2のフィルタ部において前記検出信号のみを通過させるステップと、復調部において前記データ出力開始信号が入力されたときに前記受信すべき情報に基づく信号を復調して出力するステップと、可変入力リアクタンス部において前記受信すべき情報に基づく信号を送信している送信器の共振状態の検知時において機能し、前記インピーダンス検出復調・制御部から出力された入力リアクタンス制御信号によりリアクタンス値を変化させるステップと、接続部において前記データ出力開始信号に応じて、前記受信状態に前記電極と前記入力リアクタンス部を相互に接続し、前記検知時に前記電極と前記可変入力リアクタンス部を相互に接続するステップと、を有する。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a receiver control method for performing communication between communication devices in contact with or close to a communication medium, wherein an impedance between the communication medium and the ground is detected at an electrode. Receiving a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium; generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground ground in a detection signal source; Amplifying a signal electric field based on the detection signal and the information to be received applied to the receiving electrode in a preamplifier, and based on an impedance between the communication medium and the ground in an impedance detection demodulator / controller Data output for detecting a resonance state and starting demodulation and output of a signal based on the information to be received A step of outputting a start signal and correcting a signal component to be detected; a step of passing only a signal based on the information to be received in a first filter unit; and a step of passing only the detection signal in a second filter unit A step of demodulating a signal based on the information to be received when the data output start signal is input in the demodulator, and a signal based on the information to be received in the variable input reactance unit And a function of changing a reactance value by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit, and a connection unit according to the data output start signal. In the reception state, the electrode and the input reactance unit are connected to each other, and the detection time is And a step of connecting the said electrode variable input reactance section together.
また、請求項18に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で相互に送信と受信を行うためのトランシーバの制御方法において、電極において前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するステップと、インピーダンス変調送信部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とすべく、前記電極に接続されて自己のリアクタンス値を可変可能な可変リアクタンス部の該リアクタンス値を変調して前記送信を行うステップと、検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、増幅・フィルタ部において前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うステップと、インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するステップと、可変入力リアクタンス部において前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンス値を可変させるステップと、送受切替え部において前記送信において前記電極と前記インピーダンス変調送信部を接続し、前記受信において前記電極と前記可変入力リアクタンス部を接続するステップと、を有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a transceiver control method for performing transmission and reception between communication devices that are in contact with or close to a communication medium. Detecting a signal impedance and receiving a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium, applying a signal electric field based on information to be transmitted in the transmission to the communication medium, and an impedance modulation transmitter In order to set the impedance between the communication medium and the ground to an impedance value based on the information to be transmitted, the reactance value of a variable reactance unit connected to the electrode and capable of changing its reactance value is modulated. Performing the transmission and between the communication medium and the ground in the signal source for detection. A step of generating and outputting a detection signal used for impedance detection, a step of amplifying the detection signal in an amplification / filter unit and filtering, and an impedance detection demodulating / control unit for detecting an impedance between the communication medium and the ground A step of correcting a signal component of information to be received restored based on the step, a step of varying an input reactance value by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit in a variable input reactance unit, and a transmission / reception switching unit And connecting the electrode and the impedance modulation transmitter in the transmission, and connecting the electrode and the variable input reactance unit in the reception.
また、請求項19に記載の本発明は、通信媒体に接触または近接する通信装置間で相互に送信と受信を行うためのトランシーバの制御方法において、電極において前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するステップと、検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、増幅・フィルタ部において前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うステップと、インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するステップと、可変リアクタンス部において前記受信において前記インピーダンス検出復調・制御部からのリアクタンス制御信号に基づいて自己のリアクタンス値を変化させ、前記送信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とするべく前記リアクタンス値を変化させるステップと、データ・変調信号変換部において前記送信において前記送信すべき情報に応じたインピーダンス値にするための制御信号を前記可変リアクタンス部に出力するステップと、送受切替え部において前記受信において前記電極と前記検出用信号源を接続し、前記送信において前記接続を切断するステップと、を有する。 According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided a transceiver control method for performing transmission and reception between communication devices that are in contact with or close to a communication medium. Detecting a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium, applying a signal electric field based on information to be transmitted in the transmission to the communication medium, and a detection signal source Generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground, and amplifying and filtering the detection signal in an amplification / filter unit, and an impedance detection demodulation / control unit in the step Information to be received restored based on the impedance between the communication medium and the ground. And a variable reactance unit that changes a reactance value of the variable reactance unit based on a reactance control signal from the impedance detection demodulation / control unit in the reception, and between the communication medium and the ground in the transmission. A step of changing the reactance value so that the impedance is an impedance value based on the information to be transmitted, and a control signal for setting the impedance value according to the information to be transmitted in the transmission in the data / modulation signal converter Are output to the variable reactance unit, and the transmission / reception switching unit connects the electrode and the detection signal source in the reception, and disconnects the connection in the transmission.
本発明によれば、送信時の送信器またはトランシーバの消費電力や周囲に放射される電磁波を低減し、外部環境の変化による受信器の入力インピーダンスまたは検出する成分の変化を補正可能とし、より広い適用範囲で安定な通信を可能とすることができる。 According to the present invention, power consumption of a transmitter or transceiver during transmission and electromagnetic waves radiated to the surroundings can be reduced, and a change in input impedance of a receiver or a detected component due to a change in an external environment can be corrected. Stable communication can be achieved within the applicable range.
<第1の実施の形態>
図1に、第1の実施の形態を説明するための構成図を示す。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a configuration diagram for explaining the first embodiment.
この図1には、受信器1と、この受信器1と一体に接続されたコンピュータ2と、絶縁体11と受信用電極12が組合されて構成された電極10と、増幅・フィルタ部3と、検出用信号源4と、検出信号源出力インピーダンス5と、インピーダンス検出復調・制御部6と、受信器制御・データ判定部7と、ミキサ8と、が示されている。
FIG. 1 shows a receiver 1, a
この図1の構成では、受信器1への外部入力である電極10に可変入力リアクタンス部9を接続し、これを調整することにより図示しない送信器との間で良好な通信を行う。この調整は、インピーダンス検出復調・制御部6が検出した成分を補正するために受信器制御・データ判定部7にて入力リアクタンス制御信号を生成し、この入力リアクタンス制御信号を可変入力リアクタンス部9へ入力して可変に補正を行っている。
In the configuration of FIG. 1, a variable input reactance unit 9 is connected to an
次に、図2に、第1の実施の形態に係る通信システム全体の構成図を示し、通信システムの動作を説明する。 Next, FIG. 2 shows a configuration diagram of the entire communication system according to the first embodiment, and the operation of the communication system will be described.
インピーダンスを変調するインピーダンス変調送信器20を携帯した人体等の通信媒体15が電極10に接触した場合、電極10と大地グランド間のアドミタンスY1 は以下の式で表される。
式(1)でXv 、Rrct はそれぞれインピーダンス変調送信器20内の可変リアクタンス部23のリアクタンス成分と抵抗成分である。1/Brcv はインピーダンス検出受信器1の可変入力リアクタンス部9のリアクタンスである。Cb17 、Cg 18はそれぞれ通信媒体15と大地グランド間、回路グランド27と大地グランド間の浮遊容量である。また、ωは検出用信号源4から出力される検出信号の各周波数であり、jは(-1)1/2 を表す。
In Equation (1), X v and R rct are a reactance component and a resistance component of the
インピーダンス変調送信器20内の可変リアクタンス部23のXv は変調信号により変化する。インピーダンス変調送信器20にデータが入力されるとデータに基づいた変調信号が可変リアクタンス部23に入力され、電極10と大地グランド間のアドミタンスY1 がデータに伴い変化する。インピーダンス検出受信器1で検出したY1 の変化を基にデータを復元することでインピーダンス変調送信器20からインピーダンス検出受信器1へデータが伝送される。
X v of the
通信媒体15が接触していない場合でのアドミタンスはY1 =jBrcv であり、電極10に通信媒体15が接触する前後でインピーダンス変調送信器20の可変リアクタンス部23の変化による変動とは別にY1 が変動する。このとき検出信号源出力インピーダンス5から電極10に印加される信号の強度や位相が変化するため、精度よくアドミタンス(またはインピーダンス)の変化を検出するためには通信媒体15が接触したときの信号の強度や位相を補正する必要がある。
The admittance in the case where the
図3に、補正しない場合のアドミタンス|Y1 |の変化と各部分の信号を示す。この図3(a)において、通信媒体15である人体が電極10に触れようとして近づいている期間で|Y1 |が変化する。なお、この図3(a)では大きさのみを記載しているが位相も変化する。
FIG. 3 shows the change of admittance | Y 1 | and the signal of each part when correction is not performed. In FIG. 3A, | Y 1 | changes during a period when the human body as the
高感度にデータによるインピーダンスの変化を検出することを期待してインピーダンス検出の感度を高く設計した場合では、図3(c)のようにミキサ8の出力範囲が限られているためにインピーダンス検出の範囲が狭くなり、ミキサ8の出力が飽和してデータの復元ができなくなる。
When the impedance detection sensitivity is designed to be high with the expectation of detecting a change in impedance due to data with high sensitivity, the output range of the
また、触れたときの変化に対応するために図3(b)のようにインピーダンス検出の範囲を広く(感度を低く)した場合では、データによるインピーダンスの変化を検出するのが難しくなる。 Further, when the impedance detection range is wide (sensitivity is low) as shown in FIG. 3B in order to cope with the change when touched, it is difficult to detect the change in impedance due to data.
そこで、第1の実施の形態では可変入力リアクタンス部9を補正して通信媒体15の接触による電極10に印加される信号(増幅・フィルタ部3に入力される信号)の変化を補正している。通信媒体15の接触の前後でインピーダンス検出復調・制御部6内のミキサ8の出力が変化し、この変化を打ち消すためにインピーダンス検出復調・制御部6内の受信器制御・データ判定部7から出力される入力リアクタンス制御信号により可変入力リアクタンス部9のリアクタンスを調整している。
Therefore, in the first embodiment, the variable input reactance unit 9 is corrected to correct a change in a signal applied to the electrode 10 (a signal input to the amplification / filter unit 3) due to contact with the
次の図4に、補正した場合の|Y1 |と各部分の信号を示す。 Next, FIG. 4 shows | Y 1 | and signals of the respective parts when corrected.
まず、図4(1)に示すように|Y1 −Brct |が変化すると、図4(2)に示すようにその変化を打ち消す(図4(4)に示すようにミキサ8の出力が一定になる)ためにリアクタンス制御信号がBrct を変化させて図4(3)に示すように|Y1 |を一定にする。このためインピーダンス検出の感度を高くしても、通信媒体15が電極10に触れた際にミキサ8出力が飽和することなくデータを復元できる。この構成では通信媒体15が電極10に接触中に通信媒体15や送・受信器周辺の電気的な環境の変化により浮遊容量Cb 等が変化しても、その変化を補正することが可能である。
First, when | Y 1 −B rct | changes as shown in FIG. 4 (1), the change is canceled as shown in FIG. 4 (2) (the output of the
従来の電界通信では、電気信号が著しく減衰するため、送信器出力を大きくする必要があり送信器の消費電力が大きく、人体等の通信媒体15は電気的に遮蔽されていないため周囲に電磁波を放射する可能性があり、その対策が課題となっていた。そこで、本実施の形態の構成を提供することにより、こうした課題を解決できるとともに、通信媒体15の接触で受信器の入力インピーダンスの変化が大きい場合や、あるいは通信媒体15や送・受信器周辺の電気的な環境の変化が無視できない場合でも、インピーダンス検出範囲が広く高感度な受信器、すなわち安定な通信が可能な受信器を提供できる。
In the conventional electric field communication, since the electric signal is significantly attenuated, it is necessary to increase the output of the transmitter, the power consumption of the transmitter is large, and the
なお、抵抗成分を検出する場合においても、実際には正確に抵抗成分のみを検出することは難しいため本実施の形態の構成は有効である。 Even in the case of detecting the resistance component, it is difficult to detect only the resistance component accurately in practice, so the configuration of the present embodiment is effective.
また、データの復調に関しては次の2通りが可能である。データの伝達速度が低い場合では検出すべきデータによるアドミタンスの変調も補正するため、入力リアクタンス制御信号からデータの復調ができる。一方、データの伝送速度が高い場合では、入力リアクタンス制御信号の変化が検出すべきデータによるアドミタンスの変調に追従できないためミキサ8出力からデータが復調できる(図4(5)、(6)ではこの場合を記載)。 The following two types of data demodulation are possible. When the data transmission speed is low, the admittance modulation by the data to be detected is also corrected, so that the data can be demodulated from the input reactance control signal. On the other hand, when the data transmission rate is high, the change in the input reactance control signal cannot follow the admittance modulation by the data to be detected, so that the data can be demodulated from the output of the mixer 8 (FIGS. 4 (5) and 4 (6)). Describe the case).
検出信号の周波数は、10kHz(キロヘルツ)〜100MHz(メガヘルツ)程度の値が想定されるが、5MHz〜10MHz程度であれば望ましい。ここで、1kHz=103 Hz 、1MHz =106 Hz である。また、文献「“Personal Area Networks. Near-field intrabody communication”,T.G.Zimmerman. IBM SYSTEMS JOURNAL VOL 35(1996),pp.609-617」によればCb は100pF 、Cg は10fF 〜1pF のオーダーである。通信媒体15の接触の前後ではCb 17の影響が大きくBrcv の可変範囲は検出信号の周波数でCb 17によるアドミタンスの変化が含まれるように設計する。さらに、Brcv には電極10と大地グランド間の浮遊容量や、電極10を接続している配線またはケーブルのサセプタンスが含まれる。これとCb 17を含めたjBrcv +j ωCb が小さくするほうがインピーダンス変調送信器20内の可変入力リアクタンス部9のリアクタンス成分Xv の変調によるY1 の変化を大きくでき、インピーダンス検出復調・制御部6の感度が低くてもデータが復元できる。
The frequency of the detection signal is assumed to be about 10 kHz (kilohertz) to 100 MHz (megahertz), but is preferably about 5 MHz to 10 MHz. Here, 1 kHz = 10 3 Hz and 1 MHz = 10 6 Hz. In addition, the literature "" Personal Area Networks. Near-field intrabody communication ", TGZimmerman. IBM SYSTEMS JOURNAL VOL 35 (1996), pp.609-617 " is C b According to 100pF, C g is on the order of 10fF ~1pF is there. The influence of
<第2の実施の形態>
図5に、第2の実施の形態のブロック図を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 5 shows a block diagram of the second embodiment.
本実施の形態では通信媒体15が接触したときの信号の強度や位相の補正の余裕を持たせるために、検出用信号源4やミキサ8にもパラメータ調整信号30により補正を行う機構を備えている。パラメータ調整信号30により検出用信号源4から出力される基準信号の位相や可変入力リアクタンス部9に出力される検出信号の振幅を調整することとミキサ8の変換利得を調整することにより、可変入力リアクタンス部9のみで補正した場合よりも大きなインピーダンスの変動に対応できる。
In the present embodiment, the
なお、インピーダンス検出受信器1の回路のグランドが大地グランドに接続された場合について説明したが、インピーダンス検出受信器1の回路のグランドが大地グランドから浮遊している場合でもインピーダンスの補正は可能である。この場合では、インピーダンス検出受信器1の回路のグランドと大地グランド間のインピーダンスの変動が補正される。インピーダンス変調送信器20側で可変リアクタンス部23が変調されると人体等の通信媒体15と大地グランド間のインピーダンスが変化するもので、インピーダンス検出受信器1の回路のグランドが大地グランドから浮遊している場合でも通信は可能である。
Although the case where the ground of the circuit of the impedance detection receiver 1 is connected to the ground is described, the impedance can be corrected even when the ground of the circuit of the impedance detection receiver 1 is floating from the ground. . In this case, fluctuations in impedance between the ground of the circuit of the impedance detection receiver 1 and the ground are corrected. When the
<第3の実施の形態>
図6に、第3の実施の形態を示す。
<Third Embodiment>
FIG. 6 shows a third embodiment.
本実施の形態ではインピーダンス検出受信器100に送受切替部31を備え、人体などの通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを変調することによりデータを送信するインピーダンス変調送信部32を付加してトランシーバを構成している。
In the present embodiment, the
受信時には送受切替信号35により送受切替部31のa2とc2を接続して、電極10と可変入力リアクタンス部9を接続する。送信時では送受切替部31のa2とb2を接続して電極10とインピーダンス変調送信部32を接続する。送信時にコンピュータ2から出力されたデータをデータ・変調信号変換部33で変調信号に変換して可変リアクタンス部34に入力し、可変リアクタンス部34のリアクタンスを変化させる。
When receiving, the a2 and c2 of the transmission / reception switching unit 31 are connected by the transmission /
この変化を通信媒体である人体の別の箇所に接触している図示しない別の受信器またはトランシーバの受信部で検知しデータを復元する。本構成においても回路グランドを大地グランドから浮遊させても通信は可能である。 This change is detected by another receiver (not shown) that is in contact with another part of the human body, which is a communication medium, or a receiver of a transceiver, and data is restored. Even in this configuration, communication is possible even if the circuit ground is floated from the ground.
また、可変入力リアクタンス部9のリアクタンス値を回路グランドの浮遊容量や電極10に接触している通信媒体の浮遊容量と共振を生じさせる値に調整するために、インピーダンス変調送信部32内にリアクタンス調整部を付加してもよい。
In addition, in order to adjust the reactance value of the variable input reactance unit 9 to a value that causes resonance with the stray capacitance of the circuit ground or the stray capacitance of the communication medium in contact with the
さらに、図7に第3の実施の形態の変形例を示す。 Further, FIG. 7 shows a modification of the third embodiment.
本変形例では可変リアクタンス部38が受信時において図6に示した可変入力リアクタンス9と送信時の変調用の可変リアクタンス34とを兼ねている。受信時では、変調信号を一定にして通信媒体に接触前後でのインピーダンス検出復調・制御部6内のミキサ8の出力の変化を打ち消すように、リアクタンス制御信号で可変リアクタンス部38のリアクタンスを調整する。データに関してはインピーダンス検出復調・制御部6で復元してコンピュータ2に出力する。
In this modification, the variable reactance unit 38 serves as the variable input reactance 9 shown in FIG. 6 and the
送信時では送受切替信号35により送受調整切替部39の接続を切離して、可変リアクタンス部38のリアクタンス値を回路グランドの浮遊容量や電極に接触している通信媒体の浮遊容量と共振を生じさせる値にリアクタンス制御信号により調整する。この後、コンピュータ2から出力された送信データをデータ・変調信号変換部33で変調信号に変換して可変リアクタンス部38に入力し、可変リアクタンス部38のリアクタンス値を変化させる。
At the time of transmission, the connection of the transmission / reception adjustment switching unit 39 is disconnected by the transmission /
以上の動作でインピーダンス検出復調・制御部6では、受信時では出力の変化を打ち消すように調整する受信器制御とデータ判定を行い、および送信時では可変リアクタンス部38のリアクタンス値を共振の生じる値に調整するリアクタンス調整を行う受信器制御・データ判定・リアクタンス調整部37を有する。可変リアクタンス部38のリアクタンス値は回路グランドと大地グランド間の浮遊容量、または回路グランドおよび通信媒体と大地グランド間の浮遊容量と共振する値に調整する。
With the above operation, the impedance detection demodulation /
<第4の実施の形態>
図8、図9に、第4の実施形態の構成図を示す。
<Fourth embodiment>
8 and 9 are configuration diagrams of the fourth embodiment.
本実施の形態では電界通信トランシーバの受信器と組み合わせており、電極10に接触している人体50等の通信媒体に装着されている送信器が周囲の浮遊容量Cb17、Cg 18と共振した場合にのみ電界通信復調部41からデータが出力される。
In this embodiment, the transmitter is combined with the receiver of the electric field communication transceiver, and the transmitter mounted on the communication medium such as the
図9に図8の構成を適用した第4の実施の形態の通信システムの構成図を示す。 FIG. 9 shows a configuration diagram of a communication system according to a fourth embodiment to which the configuration of FIG. 8 is applied.
電界通信送信器120の変調・出力部122では所定の周波数の信号を端末から入力されるデータで変調して可変リアクタンス部121に出力する。可変リアクタンス部121は信号を出力するときのみ浮遊容量Cb 17、Cg 18と共振状態になるリアクタンス値になり、信号を効率よく人体50等の通信媒体に印加する。受信器110では電界通信送信器120の共振状態をインピーダンス検出・制御部6でモニタしており、電界通信送信器120が共振状態になったときにデータ出力開始信号を電界通信復調部41に出力し、データの復調を開始する。
The modulation /
受信器110側で電界通信送信器120の共振状態を検知していない場合では、スイッチ45のa1とc1が接続され、電極10と可変入力リアクタンス部9が接続される。可変入力リアクタンス部9に入力された検出信号を前置増幅部40と第2のフィルタ部43に通してインピーダンス検出・制御部6のミキサ8で検波し、受信用電極と大地グランド間のインピーダンスの変化をモニタしている。このときの通信媒体が接触したときの信号の強度や位相の補正を受信器制御・判定部7で行っている。
When the resonance state of the electric
共振状態を検知した場合ではデータ出力開始信号によりスイッチ45のa1とb1を接続し、電極10と入力リアクタンス部44を接続する。電極10に伝達された電界通信送信器120からの信号は前置増幅器40と第1のフィルタ部42を通過した後、電界通信復調部41で復調されデータが復元される。
When the resonance state is detected, a1 and b1 of the switch 45 are connected by a data output start signal, and the
このような構成により、通信媒体の接触で受信器110の入力インピーダンスの変化が大きい場合や、通信媒体や送・受信器周辺の電気的な環境の変化が無視できない場合でも安定な通信が可能で、寄生的な通信経路からのデータを遮断できる独立性(Isolation)の高い受信器を提供できる。
With this configuration, stable communication is possible even when the change in the input impedance of the
以上説明した実施の形態によれば、送信時の送信器またはトランシーバの消費電力や周囲に放射される電磁波を低減し、外部環境の変化による受信器の入力インピーダンスまたは検出する成分の変化を補正可能とし、より広い適用範囲で安定な通信を可能とすることができる。 According to the embodiments described above, it is possible to reduce the power consumption of the transmitter or transceiver during transmission and the electromagnetic waves radiated to the surroundings, and to correct the change in the input impedance of the receiver or the detected component due to the change in the external environment Thus, stable communication can be achieved in a wider application range.
1…インピーダンス検出受信器
2…コンピュータ
3…増幅・フィルタ部
4…検出用信号源
5…検出信号源出力インピーダンス
6…インピーダンス検出復調・制御部
7…受信器制御・データ判定部
8…ミキサ
9…可変入力リアクタンス部
10…電極
15…通信媒体
20…インピーダンス変調送信器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (19)
前記通信を受信するための受信手段と、
前記受信手段と並列に接続されて自身のリアクタンス値を変更し前記受信手段の受信感度を向上させるための可変入力リアクタンスと、
を備えることを特徴とする受信器。 In a receiver for communicating between communication devices in contact with or close to a communication medium,
Receiving means for receiving the communication;
A variable input reactance connected in parallel with the receiving means to change its reactance value and improve the receiving sensitivity of the receiving means;
A receiver comprising:
前記受信手段から出力される制御信号によって前記リアクタンス値の変更が制御されることを特徴とする請求項1に記載の受信器。 The variable input reactance is:
The receiver according to claim 1, wherein the change of the reactance value is controlled by a control signal output from the receiving unit.
前記通信媒体と前記通信装置との接触または近接のそれぞれにおけるインピーダンス値の変化を補正することを特徴とする請求項2に記載の受信器。 The control signal is
The receiver according to claim 2, wherein a change in impedance value in each of contact or proximity between the communication medium and the communication device is corrected.
受信手段において前記通信を受信するステップと、
前記受信手段と並列に接続された可変入力リアクタンスにおいて自身のリアクタンス値を変更し前記受信手段の受信感度を向上させるステップと、
を有することを特徴とする受信器の制御方法。 In a control method of a receiver for performing communication between communication devices in contact with or close to a communication medium,
Receiving the communication at a receiving means;
Changing the reactance value of the variable input reactance connected in parallel with the receiving means to improve the receiving sensitivity of the receiving means;
A method for controlling a receiver.
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検出するための電極と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、
前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うための増幅・フィルタ部と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するためのインピーダンス検出復調・制御部と、
前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンスを可変させるための可変入力リアクタンス部と、
を備えることを特徴とする受信器。 In a receiver for communicating between communication devices in contact with or close to a communication medium,
An electrode for detecting an impedance between the communication medium and the ground,
A detection signal source for generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground, and
An amplification / filter unit for amplifying and filtering the detection signal;
An impedance detection demodulation / control unit for correcting a signal component of information to be received restored based on an impedance between the communication medium and the ground;
A variable input reactance unit for varying an input reactance by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit;
A receiver comprising:
前記電極からの信号と前記検出用信号源の基準信号を混合するためのミキサと、
前記ミキサの出力から受信すべき情報に基づく信号の復調と前記入力リアクタンス制御信号の出力を行うための制御・判定部と、
を備えることを特徴とする請求項6に記載の受信器。 The impedance detection demodulation / control unit is
A mixer for mixing a signal from the electrode and a reference signal of the detection signal source;
A control / determination unit for demodulating a signal based on information to be received from the output of the mixer and outputting the input reactance control signal;
The receiver according to claim 6, comprising:
前記入力リアクタンス制御信号により前記可変入力リアクタンス部の制御を行うとともに、検出すべき信号成分の補正を行うための調整信号を前記検出用信号源と前記ミキサに出力することを特徴とする請求項7に記載の受信器。 The impedance detection demodulation / control unit is
It performs control of the variable input reactance section by the input reactance control signal, claim and outputs an adjustment signal for correcting the signal component to be detected in the mixer and the detection signal source 7 Receiver as described in.
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信するための電極と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、
前記検出信号と前記受信用電極に印加された前記受信すべき情報に基づく信号電界を増幅するための前置増幅部と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて共振状態を検知して前記受信すべき情報に基づく信号の復調と出力を開始させるためのデータ出力開始信号を出力し、検出する信号成分の補正を行うためのインピーダンス検出復調・制御部と、
前記受信すべき情報に基づく信号のみを通過させるための第1のフィルタ部と、
前記検出信号のみを通過させるための第2のフィルタ部と、
前記データ出力開始信号が入力されたときに前記受信すべき情報に基づく信号を復調して出力するための復調部と、
前記受信すべき情報に基づく信号を送信している送信器の共振状態の検知時において機能し、前記インピーダンス検出復調・制御部から出力された入力リアクタンス制御信号によりリアクタンス値を変化させるための可変入力リアクタンス部と、
前記データ出力開始信号に応じて、前記受信状態に前記電極と前記入力リアクタンス部を相互に接続し、前記検知時に前記電極と前記可変入力リアクタンス部を相互に接続するための接続部と、
を備えることを特徴とする受信器。 In a receiver for communicating between communication devices in contact with or close to a communication medium,
An electrode for detecting a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium by detecting an impedance between the communication medium and the ground; and
A detection signal source for generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground, and
A preamplifier for amplifying a signal electric field based on the detection signal and the information to be received applied to the receiving electrode;
A resonance state is detected based on the impedance between the communication medium and the ground, and a data output start signal for starting demodulation and output of a signal based on the information to be received is output, and a signal component to be detected is corrected. Impedance detection demodulation and control unit for performing,
A first filter unit for passing only a signal based on the information to be received;
A second filter unit for passing only the detection signal;
A demodulator for demodulating and outputting a signal based on the information to be received when the data output start signal is input;
Variable input for changing the reactance value by the input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit, which functions when detecting the resonance state of the transmitter that is transmitting the signal based on the information to be received A reactance section;
In response to the data output start signal, the electrode and the input reactance unit are connected to each other in the reception state, and a connection unit for connecting the electrode and the variable input reactance unit to each other at the time of detection,
A receiver comprising:
前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するための電極と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とすべく、前記電極に接続されて自己のリアクタンス値を可変可能な可変リアクタンス部の該リアクタンス値を変調して前記送信を行うためのインピーダンス変調送信部と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、
前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うための増幅・フィルタ部と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するためのインピーダンス検出復調・制御部と、
前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンス値を可変させるための可変入力リアクタンス部と、
前記送信において前記電極と前記インピーダンス変調送信部を接続し、前記受信において前記電極と前記可変入力リアクタンス部を接続するための送受切替え部と、
を備えることを特徴とするトランシーバ。 In a transceiver for transmitting and receiving each other between communication devices in contact with or close to a communication medium,
In the reception, an impedance between the communication medium and the ground is detected, a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium is received, and a signal electric field based on the information to be transmitted in the transmission is received in the communication medium. An electrode for application to,
In order to set the impedance between the communication medium and the ground to an impedance value based on the information to be transmitted, the reactance value of a variable reactance unit connected to the electrode and capable of varying its reactance value is modulated to An impedance modulation transmitter for transmitting;
A detection signal source for generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground, and
An amplification / filter unit for amplifying and filtering the detection signal;
An impedance detection demodulation / control unit for correcting a signal component of information to be received restored based on an impedance between the communication medium and the ground;
A variable input reactance unit for varying an input reactance value by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit;
A transmission / reception switching unit for connecting the electrode and the impedance modulation transmission unit in the transmission, and connecting the electrode and the variable input reactance unit in the reception;
A transceiver comprising:
前記電極からの信号と前記検出用信号源の基準信号を混合するためのミキサと、
前記ミキサの出力から受信すべき情報に基づく信号の復調と前記入力リアクタンス制御信号の出力を行うための制御・判定部と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載のトランシーバ。 The impedance detection demodulation / control unit is
A mixer for mixing a signal from the electrode and a reference signal of the detection signal source;
A control / determination unit for demodulating a signal based on information to be received from the output of the mixer and outputting the input reactance control signal;
The transceiver of claim 10.
前記入力リアクタンス制御信号により前記可変入力リアクタンス部の制御を行うとともに、検出すべき信号成分の補正を行うための調整信号を前記検出用信号源と前記ミキサに出力することを特徴とする請求項11に記載のトランシーバ。 The impedance detection demodulation / control unit is
It performs control of the variable input reactance section by the input reactance control signal, claim and outputs an adjustment signal for correcting the signal component to be detected in the mixer and the detection signal source 1 1. The transceiver according to 1.
前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するための電極と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するための検出用信号源と、
前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うための増幅・フィルタ部と、
前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するためのインピーダンス検出復調・制御部と、
前記受信において前記インピーダンス検出復調・制御部からのリアクタンス制御信号に基づいて自己のリアクタンス値を変化させ、前記送信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とするべく前記リアクタンス値を変化させるための可変リアクタンス部と、
前記送信において前記送信すべき情報に応じたインピーダンス値にするための制御信号を前記可変リアクタンス部に出力するためのデータ・変調信号変換部と、
前記受信において前記電極と前記検出用信号源を接続し、前記送信において前記接続を切断するための送受切替え部と、
を備えることを特徴とするトランシーバ。 In a transceiver for transmitting and receiving each other between communication devices in contact with or close to a communication medium,
In the reception, an impedance between the communication medium and the ground is detected, a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium is received, and a signal electric field based on the information to be transmitted in the transmission is received in the communication medium. An electrode for application to,
A detection signal source for generating and outputting a detection signal used for detecting an impedance between the communication medium and the ground, and
An amplification / filter unit for amplifying and filtering the detection signal;
An impedance detection demodulation / control unit for correcting a signal component of information to be received restored based on an impedance between the communication medium and the ground;
In the reception, the self reactance value is changed based on a reactance control signal from the impedance detection demodulation / control unit, and in the transmission, the impedance between the communication medium and the ground is based on the information to be transmitted; A variable reactance unit for changing the reactance value as much as possible;
A data / modulated signal converter for outputting a control signal for making an impedance value corresponding to the information to be transmitted in the transmission to the variable reactance unit;
A transmission / reception switching unit for connecting the electrode and the detection signal source in the reception and disconnecting the connection in the transmission;
A transceiver comprising:
前記送信において前記可変リアクタンス部のリアクタンス値を調整して回路グランドと大地グランド間の浮遊容量とで共振させるためのリアクタンス調整機能部
を備えることを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載のトランシーバ。 The impedance detection demodulation / control unit is
The reactance adjustment function part for adjusting the reactance value of the said variable reactance part in the said transmission, and making it resonate with the stray capacitance between a circuit ground and earth grounds is provided. Transceiver.
前記送信において前記可変リアクタンス部のリアクタンス値を調整して回路グランドおよび通信媒体と大地グランド間の浮遊容量とで共振させるためのリアクタンス調整機能部
を備えることを特徴とする請求項10〜13のいずれかに記載のトランシーバ。 The impedance detection demodulation / control unit is
The reactance adjustment function part for adjusting the reactance value of the said variable reactance part in the said transmission, and making it resonate with the floating capacitance between a circuit ground and a communication medium, and a ground ground is provided. Transceiver according to
電極において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検出するステップと、
検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、
増幅・フィルタ部において前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うステップと、
インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するステップと、
可変入力リアクタンス部において前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンスを可変させるステップと、
を有することを特徴とする受信器の制御方法。 In a control method of a receiver for performing communication between communication devices in contact with or close to a communication medium,
Detecting an impedance between the communication medium and a ground at an electrode;
Generating and outputting a detection signal used for detection of impedance between the communication medium and the ground in the detection signal source;
Amplifying and filtering the detection signal in an amplification / filter unit; and
Correcting the signal component of the information to be received restored based on the impedance between the communication medium and the ground in the impedance detection demodulation / control unit;
Varying the input reactance by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control section in the variable input reactance section;
A method for controlling a receiver.
電極において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信するステップと、
検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、
前置増幅部において前記検出信号と前記受信用電極に印加された前記受信すべき情報に基づく信号電界を増幅するステップと、
インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて共振状態を検知して前記受信すべき情報に基づく信号の復調と出力を開始させるためのデータ出力開始信号を出力し、検出する信号成分の補正を行うステップと、
第1のフィルタ部において前記受信すべき情報に基づく信号のみを通過させるステップと、
第2のフィルタ部において前記検出信号のみを通過させるステップと、
復調部において前記データ出力開始信号が入力されたときに前記受信すべき情報に基づく信号を復調して出力するステップと、
可変入力リアクタンス部において前記受信すべき情報に基づく信号を送信している送信器の共振状態の検知時において機能し、前記インピーダンス検出復調・制御部から出力された入力リアクタンス制御信号によりリアクタンス値を変化させるステップと、
接続部において前記データ出力開始信号に応じて、前記受信状態に前記電極と前記入力リアクタンス部を相互に接続し、前記検知時に前記電極と前記可変入力リアクタンス部を相互に接続するステップと、
を有することを特徴とする受信器の制御方法。 In a control method of a receiver for performing communication between communication devices in contact with or close to a communication medium,
Detecting an impedance between the communication medium and ground at an electrode and receiving a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium;
Generating and outputting a detection signal used for detection of impedance between the communication medium and the ground in the detection signal source;
Amplifying a signal electric field based on the information to be received applied to the detection signal and the reception electrode in a preamplifier;
In the impedance detection demodulation / control unit, a resonance state is detected based on the impedance between the communication medium and the ground, and a data output start signal for starting demodulation and output of the signal based on the information to be received is output. Correcting signal components to be detected;
Passing only a signal based on the information to be received in the first filter unit;
Passing only the detection signal in a second filter unit;
Demodulating and outputting a signal based on the information to be received when the data output start signal is input in a demodulator;
The variable input reactance unit functions when detecting the resonance state of the transmitter that is transmitting the signal based on the information to be received, and the reactance value is changed by the input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit. Step to
In response to the data output start signal in the connection unit, the electrode and the input reactance unit are connected to each other in the reception state, and the electrode and the variable input reactance unit are connected to each other at the time of detection,
A method for controlling a receiver.
電極において前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するステップと、
インピーダンス変調送信部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とすべく、前記電極に接続されて自己のリアクタンス値を可変可能な可変リアクタンス部の該リアクタンス値を変調して前記送信を行うステップと、
検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、
増幅・フィルタ部において前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うステップと、
インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するステップと、
可変入力リアクタンス部において前記インピーダンス検出復調・制御部から出力される入力リアクタンス制御信号によって入力リアクタンス値を可変させるステップと、
送受切替え部において前記送信において前記電極と前記インピーダンス変調送信部を接続し、前記受信において前記電極と前記可変入力リアクタンス部を接続するステップと、
を有することを特徴とするトランシーバの制御方法。 In a transceiver control method for transmitting and receiving data to and from each other between communication devices in contact with or close to a communication medium,
An electrode detects the impedance between the communication medium and the ground ground in the reception, receives a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium, and receives a signal electric field based on information to be transmitted in the transmission Applying to the communication medium;
The reactance value of the variable reactance unit connected to the electrode and capable of varying its reactance value so that the impedance between the communication medium and the ground ground is an impedance value based on the information to be transmitted in the impedance modulation transmission unit. And performing the transmission,
Generating and outputting a detection signal used for detection of impedance between the communication medium and the ground in the detection signal source;
Amplifying and filtering the detection signal in an amplification / filter unit; and
Correcting the signal component of the information to be received restored based on the impedance between the communication medium and the ground in the impedance detection demodulation / control unit;
Varying an input reactance value by an input reactance control signal output from the impedance detection demodulation / control unit in a variable input reactance unit;
Connecting the electrode and the impedance modulation transmitter in the transmission in a transmission / reception switching unit, and connecting the electrode and the variable input reactance unit in the reception;
A method for controlling a transceiver, comprising:
電極において前記受信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを検知して前記通信媒体に印加された受信すべき情報に基づく信号電界を受信し、前記送信において送信すべき情報に基づく信号電界を前記通信媒体に印加するステップと、
検出用信号源において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスの検出に用いる検出信号を生成し出力するステップと、
増幅・フィルタ部において前記検出信号を増幅してフィルタリングを行うステップと、
インピーダンス検出復調・制御部において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスに基づいて復元した受信すべき情報の信号成分を補正するステップと、
可変リアクタンス部において前記受信において前記インピーダンス検出復調・制御部からのリアクタンス制御信号に基づいて自己のリアクタンス値を変化させ、前記送信において前記通信媒体と大地グランド間のインピーダンスを前記送信すべき情報に基づいたインピーダンス値とするべく前記リアクタンス値を変化させるステップと、
データ・変調信号変換部において前記送信において前記送信すべき情報に応じたインピーダンス値にするための制御信号を前記可変リアクタンス部に出力するステップと、
送受切替え部において前記受信において前記電極と前記検出用信号源を接続し、前記送信において前記接続を切断するステップと、
を有することを特徴とするトランシーバの制御方法。 In a transceiver control method for transmitting and receiving data to and from each other between communication devices in contact with or close to a communication medium,
An electrode detects the impedance between the communication medium and the ground ground in the reception, receives a signal electric field based on information to be received applied to the communication medium, and receives a signal electric field based on information to be transmitted in the transmission Applying to the communication medium;
Generating and outputting a detection signal used for detection of impedance between the communication medium and the ground in the detection signal source;
Amplifying and filtering the detection signal in an amplification / filter unit; and
Correcting the signal component of the information to be received restored based on the impedance between the communication medium and the ground in the impedance detection demodulation / control unit;
The variable reactance unit changes its reactance value on the basis of the reactance control signal from the impedance detection demodulation / control unit in the reception, and the impedance between the communication medium and the ground in the transmission is based on the information to be transmitted. Changing the reactance value to obtain an impedance value;
Outputting to the variable reactance unit a control signal for making an impedance value corresponding to the information to be transmitted in the transmission in the data / modulated signal conversion unit;
Connecting the electrode and the signal source for detection in the reception in the transmission / reception switching unit, and disconnecting the connection in the transmission;
A method for controlling a transceiver, comprising:
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